1895年，德国物理学家伦琴首先发现了X射线，也因此获得了诺贝尔物理学奖。X射线是一种与其他粒子一样具有波粒二象性的电磁波，可以是重原子能级跃迁或着是加速电子与电磁场耦合辐射的产物。X射线的波长极短，1972年X射线被早提出用于光刻技术上，X射线在用于光刻时的波长通常在0.7到0.12nm之间，它极强的穿透性决定了它在厚材料上也能定义出高分辨率的图形。

X射线波长极短，使得其不会发生严重的衍射现象。我们在使用X射线进行曝光时对波长的选择是受到一定因素限制的，在曝光过程中，光刻胶会吸收X射线光子，而产生射程随X射线波长变化而相继改变的光电子，这些光电子会降低光刻分辨率，X射线的波长越短，光电子的射程越远，对光刻越不利。因此增加X射线的波长有助于提高光刻分辨率。然而长波长的X射线会加宽图形的线宽，考虑多种因素的影响，通常只能折中选择X射线的波长。

今年来的研究发现，当图形的线宽小到一定程度时（一般为0.01μm以下），被波导效应影响，得到的图形线宽要小于实际掩模图形，因此X光刻分辨率也受到掩模版与晶圆间距大小的影响。

除此之外，还需要大量的实验研究来解决X射线光刻图形微细加工时对图形质量造成影响的诸多因素。